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Fotografia astronomica con camera CCD Liceo Statale Leonardo – Liceo Scientifico e Linguistico - Giarre (CT) www.liceoleonardogiarre.it Classe 3 a H indirizzo.

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1 Fotografia astronomica con camera CCD Liceo Statale Leonardo – Liceo Scientifico e Linguistico - Giarre (CT) Classe 3 a H indirizzo Brocca Scientifico Cassisi Carlo Cavallaro Flavia Cavallaro Mariarita Cucuccio Davide Leonardi Angelo Mauro Alessandro Miano Arianna Docente: Prof. Pietro Romano

2 Sommario delle attività 3.Realizzazione di foto con le attrezzature del Liceo Statale Leonardo di Giarre. 2.Incontro con lastrofotografo Giovanni Benintende (conferenza del 27 gennaio 2012 presso il nostro Istituto); 1.PLS Astrofisica Bidimensionale – INAF OACT (Attività teorica e laboratoriale – 14 e 16 febbraio 2012 tot.: 6 ore);

3 Istituto Nazionale Astrofisica - Osservatorio Astrofisico - Catania Progetto Lauree Scientifiche Astrofisica Bidimensionale febbraio 2012 Elettronica di controllo – Massimiliano Belluso OD OS RDRSW Output Node Output Transistor Reset Transistor Summing Well --end of serial register V out Caratterizzazione e calibrazione in laboratorio di rivelatori per strumentazione astronomica – Alessandro Grillo Descrizione dei principi di funzionamento dei rivelatori bidimensionali di immagini basati sulla tecnologia CCD (Charge Coupled Device) - Sergio Billotta Le osservazioni astronomiche– Gabriella Caniglia

4 Astrofotografia: la Scienza incontra lArte Relatore: Giovanni Benintende (http://www.astrogb.com/) 27 gennaio 2012

5 Immagine Raw Il formato scientifico standard delle immagini prodotte da un CCD è denominato FITS (Flexible Image Transport System). Questo standard supporta vari formati di dati (8, 32,64 bit). Le camere CCD amatoriali operano invece con un formato a 16 bit. Un sensore che adotta un formato dati a 16 bit può quindi memorizzare, in ogni suo pixel, un numero tra 0 e Questo numero è l A.D.U. o Analog to Digital Unit e rappresenta appunto l'unità di misura dell'intensità luminosa di un pixel. Gli elettroni catturati durante l'esposizione vengono convertiti in ADU dall'integrato ADC.

6 Immagine Dark Il segnale registrato su ogni pixel di un CCD può, in alcuni casi, avere una componente addizionale che non ha nulla a che fare con il numero di fotoni che colpiscono quel particolare pixel. Questo segnale è essenzialmente un rumore di tipo termico: il moto degli atomi (proporzionale alla loro temperatura) nel materiale semiconduttore che compone il CCD stesso, è la causa del deposito di cariche (elettroni) all'interno del pixel. Per minimizzare questo fenomeno, tutti i CCD utilizzati nelle immagini astronomiche vengono portati a bassissime temperature. Per rimuovere questo segnale termico dalle immagini, si deve acquisire un frame separato contenente soltanto il segnale termico e sottrarlo all'immagine da correggere. Questo si può ottenere riprendendo un'esposizione della stessa durata dell'immagine da correggere, ma tenendo l'otturatore chiuso cioè in condizioni di totale oscurità: il frame così ottenuto viene chiamato "dark frame".

7 Immagine Flat Un altro problema con le camere CCD è che la risposta del silicio alla luce può cambiare leggermente da pixel a pixel, dovuta alle variazioni di composizione chimica, alle dimensioni e alla forma degli elettrodi, all'effetto vignettatura delle ottiche o più semplicemente alla sporcizia e alla polvere che si accumula sulla finestra che protegge il sensore. Se queste variazioni non vengono corrette, porteranno inevitabilmente ad errori nella misura delle magnitudini delle stelle o di altre sorgenti celesti e comunque degraderanno la qualità dellimmagine. Molti astronomi riprendono il Flat field allalba o al tramonto, su una zona di cielo che presenta luminosità uniforme. Un altro metodo consiste nellutilizzare uno schermo bianco illuminato da una lampada all'interno della cupola. Noi abbiamo utilizzato una Flat box. Si ovvia a questo problema effettuando una esposizione su uno sfondo uniformemente illuminato (Flat Field) e per un tempo tale da portare il valore medio ADU a circa il 60% del range dinamico del sensore.

8 Calibrazione dellimmagine

9 Attrezzature (fondi Europei FESR) Telescopio di ripresa: rifrattore Skywatcher ED120 (D: 120 mm, F:900 mm) su montatura equatoriale motorizzata CGEM Telescopio guida: Skywatcher D70 F500 Camera guida: Magzero MZ- 5m Camera CCD di ripresa: Magzero QHY8L a colori

10 M51 – Galassia Whirlpool (immagine Raw – 28 marzo 2012 – singola posa di 10 minuti)

11 M51 – Galassia Whirlpool Sintesi colore su immagine Raw (Astroart) Effetto vignettatura Aloni Punti scuri

12 Sintesi colore su immagine (Raw – dark)/ Flat (Astroart) M51 – Galassia Whirlpool

13 M42 – Grande nebulosa di Orione

14 IC434 – Nebulosa Testa di Cavallo Grazie per lattenzione1888: Williamina Fleming


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